COLEGIO SAN LORENZO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS Y TECNOLOGIASUBSECTOR: BIOLOGIA

Guía N°3“Sistema Nervioso: Sinapsis y Neurotransmisores”

Como pudimos ver en la anterior guía, nosotros para poder mover un pie o frente a una situación de huida enviamos mensajes internamente para que el cuerpo sea capaz de reaccionar, pero para que se lleve a cabo estas situaciones las neuronas envían mensajes entre una neurona y otra; o entre una neurona y musculo, todo esto es gracias a la Sinapsis del Impulso Nervioso.

La Sinapsis es la relación funcional de contacto entre las terminaciones de las células nerviosas, este lleva a cabo gracias a la despolarización de la membrana presinaptica, que permite la transmisión del impulso nervioso, iniciada con una descarga química (Apertura de los canales de calcio, permite entrada de este ion) que origina una corriente eléctrica en la membrana presinaptica (célula emisora) ; una vez que este impulso alcanza el extremo del axon (la conexión con la otra célula), la propia neurona segrega un tipo de proteínas que estaban almacenada en las vesículas (Neurotransmisores) que gracias a la entrada de calcio pudo ser depositada en el espacio sináptico (espacio intermedio entre la neurona emisora y receptora). Estos Neurotransmisores son los encargados de excitar o inhibir la acción de la otra neurona. La mayor parte de este receptor se unirá a los receptores de la neurona postsinaptica por ende se formara en complejo neurotransmisor – receptor. Finalmente este neurotransmisor va a ser recapturado (ejemplo: Acetilcolina).

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Desde el punto de vista histológico y funcional, una neurona tiene tres zonas principales: el soma, las dendritas y el axon. Estos dos Estos dos últimos elementos son los encargados de establecer las relaciones sinápticas: las dendritas son como antenas o tentáculos que reciben la mayoría de la información que proviene de otras células; el axon, por su parte es el cable que una neurona se conecta con otra. Ejemplo; la Moto neurona de la espina dorsal, se comunica directamente con órganos como los músculos para dar lugar al movimiento (sinapsis neuromuscular). Las sinapsis son asimétricas tanto en su estructura como en su funcionamiento, solo la neurona presinaptica segrega los neurotransmisores, que se unen a los receptores transmembrana que la célula postsinaptica tiene en la hendidura. El Terminal nervioso presinaptico (también llamado botón sináptico) normalmente emerge del extremo de una axon, mientras que la zona postsinaptica corresponde a una dendrita o al cuerpo celular. La zona de la sinapsis donde se libera el neurotransmisor es llamada zona activa. En esta zona, las membranas de las dos células adyacentes están unidas estrechamente mediante proteínas de adhesión celular.

Superficie presináptica: Generalmente corresponde a una terminal axónica o botón axónico Con la membrana presináptica libre de neurotúbulos y neurofilamentos y donde

se aprecian una serie de gránulos, abundantes mitocondrias que permiten el metabolismo aeróbico a este nivel y vesículas sinápticas llenas de neurotransmisor que es sintetizado en el soma y llega a la superficie presináptica a través del flujo axónico

anterógrado. Las moléculas que no se liberan vuelven al soma a través del flujo retrógrado.

Espacio sináptico: Es el lugar donde se libera el neurotransmisor, el cual cae a la hendidura sináptica y baña la superficie del tercer componente de la sinapsis que es la

superficie postsináptica. Tiene material filamentoso y se comunica con el espacio extracelular

Superficie Postsináptica: Es donde el neurotransmisor abre canales iónicos para que comiencen a funcionar los segundos mensajeros, dentro del cuerpo de la segunda

neurona. Desencadenando un impulso nervioso

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Existen distintos tipos de sinapsis, entre los cuales encontramos la sinapsis química y eléctrica.

Sinapsis Eléctrica

El proceso es continuo debido a la unión citoplasmática por moléculas de proteínas tubulares, que permiten que el estimulo pase de una célula a otra sin la nesecidad de una mediación química. La transmisión que existe entre la neurona presinaptica y la postsinaptica no produce una liberación de neurotransmisores, sino que activa el paso de iones de una célula a otra a través de uniones gap (pequeños canales formados por acoplamientos de complejos proteicos, basados en conexinas, estrechamente adherida). Una de sus características principales es menos propensa a alteraciones porque facilitan el intercambio entre el citoplasma de iones y otras sustancias químicas. Posee tres ventajas muy importantes, las cuales son

1. Posee una transmisión bidireccional de los potenciales de acción.

2. Hay sincronización en la actividad neuronal lo que hace posible una coordinada acción entre ellas.

3. La Comunicación es más rápida debido a que los potenciales de acción pasan a través de canal proteico directamente.

Sinapsis Química

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Es el tipo de sinapsis mas usual, el neurotransmisor hace de puente entre las dos neuronas, se difunden a través del espacio sináptico (hendidura sináptica) y se adhiere a los receptores, que son moléculas especiales de proteínas ubicadas en la membrana postsinapticca. La liberación de neurotransmisores es iniciada por la llegada del impulso nervioso y se produce mediante un proceso de secreción celular; en el terminal nervioso presinaptico, las vesículas que contiene los neurotransmisores permanecen ancladas y preparadas junto a la membrana presinaptica. Cuando llega un potencial de acción se produce una entrada de iones de calcio a través de los canales de calcio dependientes del voltaje. Los iones de calcio inician una cascada de reacciones que terminan haciendo que las membranas vesiculares se funcionen con la membrana presinaptica y liberando su contenido a la hendidura sináptica. Los receptores del lado opuesto de la hendidura se unen a los neurotransmisores y fuerzan la apertura de los canales iónicos cercanos de la membrana postsinaptica, haciendo que los iones fluyan hacia o desde el interior, cambiando el potencial de membrana. El resultado es excitatorio en caso de flujos de despolarización, o inhibitorio en caso de flujos de hiperpolarizacion.

Neurotransmisores

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Es una biomolecula, sintetizada por neuronas, que se vierte, a partir de vesículas existentes en la neurona presinaptica, transmitiendo información de una neurona a otra atravesando el espacio que separa dos neuronas consecutivas (la sinapsis). El neurotransmisor se libera en la extremidad de una neurona durante la propagación del influjo nervioso y actúa en la neurona siguiente fijándose en puntos precisos de la membrana de la otra neurona.

1. Síntesis Neurotransmisor. Participan las células gliales. Según la naturaleza del neurotransmisor, este se puede sintetizar en el soma neuronal o en las terminaciones nerviosas. Algunos neurotransmisores se sintetizan directamente gracias a enzimas que se han sintetizado en el soma y se han transportado a estas terminaciones. A través del interior del axon fluye una corriente de sustancias libres o encerradas en vesículas, que pueden ser precursores tanto de los neurotransmisores o sus enzimas, llamada flujo axónico.

2. Almacenamiento Neurotransmisor: En Vesículas.

3. Liberación del Neurotransmisor: Por exocitosis, que es calcio dependiente. Cuando llega un impulso nervioso a la neurona presináptica, ésta abre los canales de calcio, entrando el ion en la neurona y liberándose el neurotransmisor en el espacio sináptico. El calcio además de iniciar la exocitosis, activa el traslado de las vesículas a los lugares de su liberación con la ayuda de proteínas de membrana plasmática y de la membrana vesicular. Cuando entra el calcio en la neurona, se activa una enzima llamada calmodulina que es una proteinquinasa, encargada de fosforilar a la sinapsina I, situada en la membrana de las vesículas y que las une a los filamentos de actina. Cuando la sinapsina I es fosforilada, las vesículas sinápticas se despegan de la actina y se movilizan hacia los sitios donde deban vaciarse. La fusión de la membrana vesicular con la membrana plasmática es un proceso complejo en el que intervienen varias proteínas.

4. Activación del receptor del neurotransmisor situado en la membrana plasmática de la neurona postsináptica. El receptor postsináptico es una estructura proteica que desencadena una respuesta. Los neurorreceptores pueden ser:

A. Receptores ionotrópicos: Producen una respuesta rápida al abrir o cerrar canales iónicos, que producen despolarizaciones, generando potenciales de acción, respuestas excitatorias, producen hiperpolarizaciones o respuestas inhibitorias. En el primer caso, actúan canales de cationes monoiónicos como los de Sodio y Potasio, mientras que en el segundo caso, son los canales de Cloruro los que se activan.

B. Receptores metabotrópicos: Liberan mensajeros intracelulares, como AMP cíclico, Calcio, y fosfolipidos por el mecanismo de transducción de señales.

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Estos segundos mensajeros activan proteínas quinasas, las cuales, fosforilan activando o desactivando canales al interior de la célula. En el caso de una despolarización, son los canales de Potasio que se cierran, en caso de hiperpolarización, los mismos canales son abiertos produciendo el aumento de cationes intracelulares.

5. Iniciación de las acciones del segundo mensajero.

6. Inactivación del neurotransmisor, ya sea por degradación química o por reabsorción en las membranas. En el espacio sináptico, existen enzimas específicas que inactivan al neurotransmisor. Además, las neuronas presinápticas tienen receptores para el neurotransmisor que lo recaptan introduciéndolo y almacenándolo de nuevo en vesículas para su posterior vertido.

Tipos de Neurotransmisores y su Función

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